1.1 力系与载荷

（1）力的定义与力的效应

力是物体间相互机械作用。力有三要素，即力的大小、力的方向和力的作用点。力是矢量，力的单位是牛（N）或千牛（kN）等等。

力的外效应：引起物体运动状态变化或速度变化，；

力的内效应：引起物体形状改变。

这两种效应既可能单独出现，也可能同时出现。

力的三要素任何一个要素改变，都会引起力对物体作用效应的改变。

（2）集中力与均布载荷

集中力：若作用于构件上外力分布的范围远远小于物体的整体尺寸，这样的外力就可以看成是作用于一点的集中力。单位是N或kN

沿某一面积或长度连续作用于构件上的力，称为分布力或分布载荷。

体积力是作用在物体内所有质点上的力，例如重力、惯性力等，体积力的单位是N/m³或kN/m³；

分布在一定面积上的分布力，单位用N/m²或kN/m²；

沿长度分布的分布力单位用N/m或kN/m。

当分布力在其作用面上呈均匀分布时，也称为均布力或均布载荷。

（3）力系的概念及其分类

力系：作用于同一物体上的若干力所组成的系统

等效力系：如果作用在一物体上的力系可以用另一力系代替，而不改变对物体的作用效应，则这两个力系互为等效。

如果一个力对物体的作用效应与一个力系对同一物体的作用效应相同，就可以把这个力称为该力系的合力；组成该力系的各力则可称为分力。合力可以代替原力系对物体的作用。

       力系可分为平面力系和空间力系两大类。组成力系各力的作用线都处在同一平面内，则称为平面力系；若组成力系各力的作用线不都处在同一平面内，则称为空间力系。

平面力系和空间力系均可分为汇交力系、平行力系和任意力系。

汇交力系：力系中各力作用线完全汇交于一点的力系。

平行力系：力系中各力作用线完全相互平行的力系。

任意力系：力系中各力作用线既不完全汇交于一点也不完全相互平行的力系，任意力系也称一般力系。

1.2  构件与刚体

工程结构的组成部分统称为结构构件（element of structure）,简称为构件（element），包括各种零件、部件、元件、器件、等等。

刚体，就是假设在任何外力作用下，大小和形状始终保持不变的物体。

对于刚体，只会出现运动效应，而对于变形固体则既会出现运动效应也会出现变形效应。

1.3 静力学基本公理及推论

公理1：二力平衡公理

作用在刚体上两个力平衡的必要与充分条件是：两个力大小相等、方向相反并且作用在同一直线上。

说明：对于变形固体来说，这个条件仅是必要的，却不是充分的。也就是说，在二力作用下物体平衡时，这两个力大小相等、方向相反并沿同一直线作用；但当作用在某些变形固体上的二力大小相等、方向相反并沿同一直线作用时，物体却不能平衡。

在机械或结构中凡只受两个力作用处于平衡状态的构件称为二力构件（或二力杆）。二力构件上的力必须满足二力平衡条件。

公理2：加减平衡力系公理

  在已知力系上加上或者减去任意平衡力系，不会改变原力系对刚体的效应。

推论1：力的可传性原理

作用于刚体上的某点的力，可沿其作用线滑移到该刚体上任一点，而不会改变力对刚体的作用效应，即为力的可传性原理（亦称力的滑移性）。

公理3：力平行四边形法则

两个共点力的合力可用这两个力矢量构成的平行四边形的对角线来表示。

推论2：三力平衡汇交原理

作用在一个刚体上三个互不平行的力达到平衡状态，则此三个力一定汇交到同一点，即为三力平衡汇交原理。受到三个力作用且处于平衡状态的构件可称为三力构件。

扩展：刚体在三个互不平行的力的作用下平衡，若其中二力作用线相交，则第三个力的作用线必过该交点，且三力共面。

公理4：作用与反作用定律

两物体间的作用力与反作用力总是同时存在的，且两力的大小相等、方向相反，沿着同一直线，分别作用在两个相互作用的物体上。